apostila de irrigação h01 - período 2012.1.pdf

Apostila de Irrigação Módulo: Tecnologia da Irrigação

Habilidade 01 Curso: Técnico Agrícola

Esse material didático foi elaborado objetivando exclusivamente reunir as principais equações envolvidas na disciplina irrigação, para o curso técnico agrícola. Algumas tabelas e figuras foram inseridas a fim de auxiliar o aluno na resolução de exercícios.

Prof. José Sebastião Costa de Sousa M.Sc. Eng. Agrícola

Período 2012.1

Petrolina, PE

5 de fevereiro de 2012

- ii -

Sumário Ementa .............................................................................................................................. 3

1. Propriedades físicas do solo ..................................................................................... 3 1.1 Textura................................................................................................................ 4 1.2 Estrutura ............................................................................................................. 4 1.3 Consistência........................................................................................................ 5 1.4 Densidade global ................................................................................................ 5 1.5 Densidade das partículas .................................................................................... 5 1.6 Porosidade total .................................................................................................. 6 1.7 Umidade do solo................................................................................................. 6 1.8 Permeabilidade ................................................................................................... 7

2. Principais dados Meteorológicos.............................................................................. 8 2.1 Evapotraspiração determinada pelo método do Lisímetro de Pesagem ........... 11 2.2 Evapotraspiração determinada pela equação de Blaney-Criddle ..................... 12 2.3 Evapotraspiração determinada pela equação de Hargeaves-Samani................ 12 2.4 Evapotraspiração determinada pela equação do tanque classe “A” ................. 12 2.4 Evapotraspiração determinada pela equação de Penman-Monteith ................. 12 2.5 Evapotraspiração potencial da cultura.............................................................. 12

3. Capacidade de armazenamento de água no solo ................................................... 13 3.1 Capacidade total de água no solo ..................................................................... 13 3.2 Capacidade real de água no solo....................................................................... 13

4. Necessidade de irrigação ....................................................................................... 13 5. Anexos .................................................................................................................... 14 5. Referências ............................................................................................................. 17 6. Literatura Recomendada Para Aprofundamento .................................................... 17 Exercícios ................................................................................................................... 18

Apostila: Habilidade 1 (Curso Técnico em Agricultura) 3 Prof. José Sebastião Costa de Sousa

- 3 - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Sertão Pernambucano – IF Sertão-PE Campus Petrolina Zona Rural

Ementa

Carga horária: 20 horas

Descrição: Coletar, registrar e utilizar dados hidro-edáficos e meteorológicos

Tópicos abordados: Propriedades físicas do solo, quantidade de água consumida pela cultura e necessidade de irrigação

Aulas teóricas: Exposição de todos os tópicos abordados

Aulas práticas:

• Coleta de solo; • Determinação da Dg, Dp e Pt pelos métodos do anel

volumétrico e da proveta; e umidade do solo; • Determinação da VIB pelo método do infiltrômetro

de anel e do infiltrômetro de sulco; • Instalação e uso de tensiômetro para determinação

da umidade do solo; • Determinação em campo da Cc; • Visita a estações meteorológicas; • Determinação da ETo pelo método do tanque classe

“A”, Hargreaves-Samani e Blaney-Criddle.

Avaliação: • Prova escrita - peso 10 • Aulas práticas e relatórios – apenas freqüência • Exercícios e atividades – ponto extra

1. Propriedades físicas do solo

O solo para a agricultura é entendido como a camada superficial porosa da terra que teve sua formação a partir do intemperismo das rochas ou da decomposição do material orgânico. Quando no solo existir partes sólidas (elementos minerais e orgânicos, com e sem função fertilizante), água e ar (em proporções ideais) se tornará ambiente propício ao desenvolvimento da maioria das culturas (principalmente as economicamente exploráveis). Para a irrigação (de forma isolada) funciona basicamente como reservatório de água para as plantas.

Devido as mais diversas combinações possíveis para as três frações que compõe o solo (e ao material de sua formação), o mesmo pode apresenta-se heterogêneo mesmo em se tratando de pequenas extensões de terreno. Desta forma, para um melhor estudo do solo, pode-se dividi-lo em basicamente três princípios (denominados de características ou propriedades), que são: a parte física, química e a biológica.

As propriedades físicas do solo mais importantes para o estuda da irrigação são: A textura, a estrutura, a densidade global e das partículas, a consistência, a porosidade, a permeabilidade e a umidade.



1.1 Textura Essa propriedade física do solo refere-se unicamente ao tamanho das suas partículas. Segundo classificação da Sociedade Internacional da Ciência do Solo, partículas de diâmetro equivalente inferiores a 2,000 mm e superiores a 0,050 mm são classificadas como areia, de 0,050 a 0,002 mm silte e as menores que 0,002 são as argilas. Para classificação textural do solo pode-se utilizar da ilustração da Figura 1. Diante da textura de um solo é possível estimar algumas outras propriedades como, por exemplo, a porosidade, a permeabilidade o coeficiente de permeabilidade, entre outros. No anexo desse trabalho, encontram-se tabelas que contém valores de algumas propriedades físicas do solo em função somente da sua textura. 1.2 Estrutura Definida como relação ao agrupamento das partículas do solo a estrutura, apesar de não ser quantificada, é uma das mais importantes propriedades físicas do solo. Dela depende, a densidade do solo (global) a porosidade e permeabilidade, etc. A sua classificação é baseada na forma, tamanho e grau de desenvolvimento das unidades estruturais (agregados). Os principais tipos de estrutura são: Blocos, Prismática, Colunar, Granular e Grão simples.

Para maiores esclarecimentos sobre essa propriedade consultar bibliografias específicas das disciplinas de solos.

Figura 1 - Triângulo de classificação textural do solo.



1.3 Consistência A consistência de um solo é designada pela presença das forças de adesão (atração entre partículas ou substâncias de natureza diferentes, por exemplo, a atração entre moléculas de água e partículas de solo) e coesão (atração entre partículas ou substâncias de mesma natureza, exemplo, atração entre partículas de solo). A força de adesão comumente é mais fraca de que a de coesão o que explica a maior facilidade de introdução de implementos agrícolas no solo quando úmido. 1.4 Densidade global A densidade global (ou do solo) foi durante muitos anos, denominada de densidade aparente. Sua definição física é dada a quantidade de solo seco (em massa) que preenche um determinado volume.

VtMssDg =

Dg - densidade global do solo, g cm-3; Mss - massa do solo seco, g; Vt - volume total do solo, cm-3.

MaMsuMss −= Mss - massa do solo seco, g; Msu - massa de solo úmido, g; Ma - massa de água, g.

A massa de água é determinada pela diferença entre a massa do solo antes e

depois de secar por pelo menos 24 h a 105 ºC.

VsVáguaVarVt ++= Vt - volume total do solo, cm-3; Var - volume do solo ocupado por ar, cm-3; Vágua - volume do solo ocupado por água, cm-3; Vs - volume do solo ocupado por sólidos, cm-3.

1.5 Densidade das partículas Esta, que também pode ser entendida como a densidade da matriz do solo, e que seguia denominação antiga de densidade real, difere da densidade global pelo fato de ser a quantidade de solo seco (em massa) sem porosidade (ou seja, compactado ao máximo, uma rocha) que preenche um determinado volume.

VsMssDp =

Dp - densidade das partículas, g cm-3; Mss - massa do solo seco, g;

Vs - volume do solo ocupado por sólidos, cm-3.



1.6 Porosidade total São os espaços vazios do solo, ocorridos da união entre as partículas sólidas.

100VtVáguaVarPt ⋅

+=

Pt - porosidade total do solo, %; Var - volume do solo ocupado por ar, cm-3; Vágua- volume do solo ocupado por água, cm-3; Vt - volume total do solo, cm-3.

100DpDg1Pt ⋅⎟⎟

⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛−=

Pt - porosidade total do solo, %; Dg - densidade global do solo, g cm-3; Dp - densidade das partículas, g cm-3.

1.7 Umidade do solo A umidade em que um determinado solo se encontra é a razão da quantidade de água contida nela pela quantidade de solo (massa de solo seco ou volume total).

100MssMaUp ⋅=

Up - umidade do solo em base de peso, % de peso; Ma - massa de água do solo, g; Mss - massa de solo seco, g.

100Vt

VáguaUv ⋅=

Uv - umidade do solo em base de volume, %; Vágua - volume do solo ocupado por água , cm3; Vágua - volume total do solo, cm3.

DgUpUv ⋅= Uv - umidade do solo em base de volume, %; Up - umidade do solo em base de peso, % de peso; Dg - densidade global do solo, g cm-3.

Duas magnitudes de umidade do solo são de importância particular para a irrigação; a umidade a capacidade de campo (Cc) e a umidade a ponto de murcha permanente (PMP). A primeira refere-se ao limite máximo de água disponível para as plantas e a segunda ao limite mínimo. Umidades acima da Cc estará sobre o efeito da força da gravidade podendo ser lixiviada sem que a planta a utilize, e umidades abaixo do PMP estarão tão fortemente ligadas às partículas do solo que a maioria das culturas não consegue absorvê-la.

Para determinação desses parâmetros em laboratório, a amostra de solo é submetida a tensões predefinias (0,10 a 0,33 atm para Cc e 15 atm para PMP), e a quantidade de água que persistir na amostra após a ação da tensão, corresponderá ao



valor de umidade do solo que resiste a tal tensão, caracterizando assim, a umidade a Cc e a PMP.

1.8 Permeabilidade A facilidade com que a água infiltra-se no solo define a permeabilidade deste. Para calcular o coeficiente de permeabilidade ou condutividade hidráulica de um solo:

H1qKo∇⋅−=

Ko - condutividade hidráulica do solo, m s-1; q - fluxo de água que atravessou a massa de solo, m s-1; ∇H - gradiente hídrico, adimensional.

2x1x2h1hH

−−

=∇

∇H - gradiente hídrico, adimensional. h1 - carga hidráulica do ponto 1, mca; h2 - carga hidráulica do ponto 2, mca; x1 - distância geométrica do ponto 1 ao plano de referência, m;

x1 - distância geométrica do ponto 2 ao plano de referência, m.

Já para determinação da velocidade com que a água se infiltra no solo pode-se usar da Equação seguinte:

TIVI

ΔΔ

=

VI - velocidade de infiltração de água no solo, mm s-1; ΔI - variação da infiltração, mm; ΔT - intervalo de tempo decorrido para a variação da infiltração, s.

À medida que o tempo de exposição do solo a uma carga hidráulica aumenta, diminui-se a velocidade com que a água se infiltra, a ponto de tornar-se constante. Neste momento diz-se que o solo atingiu a velocidade de infiltração básica VIB. Para o cálculo de determinação da quantidade de água que se infiltrou em um determinado solo deve-se utilizar da equação de Kostiakov-Lewis:

TVIBTkI a ⋅+⋅= I - lâmina de água infiltrada , mm. k - parâmetro que depende do solo, adimensional; T - tempo de exposição do solo a carga hidráulica, s; a - parâmetro que depende do solo, adimensional; VIB - velocidade básica de infiltração, mm s-1; Para determinação dos parâmetros k e a da equação anterior deve-se proceder a

um teste de infiltração com uso da tabela abaixo, fazendo-se coleta de valores de infiltração em períodos predeterminados e executando-se o cálculo da velocidade de infiltração até que o valor desta se repita por três coletas consecutivas.



T (s)

I (mm)

VI (mm h-1)

X = log T

Y = Log (I – VIB.T)

2X YX ⋅

... ... ... ... ... ... ... Última linha ΣX ΣY ΣX2 Σ(X·Y)

Com os valores calculados na tabela, o valor de k e a serão:

( ) ∑∑∑ ∑ ∑

⋅−

⋅⋅−⋅=

22 XmX

)YX(mYXa e

( ) ⎟⎟

⎠

⎞

⎜⎜

⎝

⎛

⋅−

⋅−⋅⋅=

∑∑∑ ∑ ∑ ∑

22

2

XmX

YX)YX(Xlogantk

m - número de coletas efetuadas, unidade.

2. Principais dados Meteorológicos Meteorologia é a ciência que estuda os fenômenos atmosféricos. Tais fenômenos são os responsáveis pelo conforto natural das regiões. Para o caso particular da irrigação, cujo foco é o bem estar das plantas cultivadas, pode-se definir como sendo os principais fenômenos meteorológicos: precipitação; velocidade do vento; umidade relativa do ar; temperatura mínima, média e máxima; saldo de radiação no topo da atmosfera; tempo de insolação diária e fluxo de calor no solo.

Instrumentos meteorológicos mais comuns para estações meteorológicas convencionais são:

Anemógrafo e Anemômetro - São instrumentos utilizados para determinar a velocidade do vento e, em alguns tipos, também a direção. As unidades mais comuns para, velocidade: m s-1e km dia-1 e direção: graus, pontos cardeais e coletareis ou ambos.

Anemômetros de conchas (analógicos) Anemômetro digital Barógrafo e Barômetro - Instrumentos utilizados para medir e registrar a pressão atmosférica. Comumente o registro é feito nas unidades de milímetros de mercúrio (mm Hg) ou em milibares (mb). No Sistema Internacional de Unidades, a unidade de pressão é o hectopascal (hPa). 1 hPa = 1 mb.



Tambor rotativo (A), a presilha do diagrama (B), o diagrama (C), a haste da pena registadora (D), a pilha de cápsulas aneróides (E) e o sistema de alavancas (F).

Barógrafo Barômetro de mercúrio Atmômetro e Evaporímetro de Piché - Instrumentos de uso para medição da quantidade de água que evapora para atmosfera durante um intervalo de tempo. Unidade de medida: milímetro de água evaporada.

Atmômetro (tanque classe A) Evaporímetro de piché

Heliógrafo - Instrumento que registra a duração da insolação ou brilho solar, em horas e décimos. Piranômetro - Mede a radiação solar global. Unidades comuns: MJ m-2 dia-1; ly dia-1.

Heliógrafo Campbell-Stokes Piranômetro de Eppley



Termohigrógrafo - Mede e registra, simultaneamente, a temperatura (°C) e a umidade relativa do ar (%). Higrógrafo - Instrumento que registra a umidade relativa do ar (%).

Termohigrógrafo Higrógrafo Termógrafo - Registra a temperatura do ar. Comumente em ºC. Termômetros de Máxima e Mínima - Indicam as temperaturas máxima e mínima do ar (°C) ocorridas no dia.

Termógrafo Termômetros de Máxima e Mínima

Psicrômetro - Permite o cálculo da umidade relativa do ar (%) a partir das medidas das temperaturas de bulbo seco e úmido. Geotermômetros - Indicam a temperatura do solo em diversas profundidades

Psicrômetro Geotermômetros

Pluviômetro - Mede a quantidade de chuva. Unidade comum: mm. Pluviógrafo - Mede e registra a quantidade (mm) e a duração (h) da chuva.



Pluviômetro Pluviógrafo

O uso de dados meteorológicos é direcionado, dentre outros, a determinação da quantidade de água consumida pela planta e quanto se deve irrigar para supri-la.

A quantidade de água consumida (transpirada) pela planta somada a quantidade perdida diretamente pela evaporação da água do solo, constitui o que se chama de Evapotranspiração. Para sua determinação, diversas são as metodologias empregadas, a citar os métodos diretos por meio de lisímetros e os métodos indiretos por emprego de equações. As equações mais usuais são a de Penman & Monteith (método padrão); Tanque classe “A”; Hargeaves & Samani e Blaney & Criddle. 2.1 Evapotraspiração determinada pelo método do Lisímetro de Pesagem

Os lisímetros são recipientes volumétricos e impermeáveis construídos de forma a conter apenas um orifício na base inferior, ao qual é conectada a tubulação de drenagem, e a parte superior aberta (tipo uma piscina) instado sobre uma balança (estes são os lisímetros de pesagem). O lisímetro é então preenchido com solo e sobre ele plantado uma determinada cultura. As irrigações são efetuadas e a partir de pesagens oportunas são aferidos o peso do lisímetro antes e depois da irrigação, no início e no final do dia, bem como da água que drenou. A quantidade de água que a planta evapotraspirou é então determinada pela seguinte equação:

MAD2MLMAI1MLETc −−+=

Lísimetro de Pessagem

ETc - evapotraspiração da cultura, L dia-1; ML1 - massa do lisímetro no início do dia, kg; MAI - massa da água de irrigação, kg; ML2 - massa do lisímetro no final do dia, kg; MAD - massa de água drenada, kg.



2.2 Evapotraspiração determinada pela equação de Blaney-Criddle

100)13,8Tméd457,0(PcETo +⋅⋅⋅

=

ETo - evapotraspiração de referência, mm dia-1; c - coeficiente de ajuste regional, decimal;

P - percentagem mensal das horas de luz solar, %; Tméd - temperatura média do ar, ºC.

2.3 Evapotraspiração determinada pela equação de Hargeaves-Samani

)TmínTmáx()8,17Tméd(RaK0135,0ETo −⋅+⋅⋅⋅= ETo - evapotraspiração de referência, mm dia-1; K – coeficiente regional, decimal (0,162 para regiões continentais); Ra – radiação extraterrestre, em mm dia-1; Tméd - temperatura média do ar, ºC; Tmáx – temperatura máxima do ar, ºC; Tmín – temperatura mínima do ar, ºC.

2.4 Evapotraspiração determinada pela equação do tanque classe “A”

KpEvETo ⋅= ETo - evapotraspiração de referência, mm dia-1; EV - evaporação do tanque, mm dia-1; Kp - coeficiente do tanque, decimal. No anexo valores de Kp.

2.4 Evapotraspiração determinada pela equação de Penman-Monteith

)U34,01(

)ee(U273T

900)GRn(408,0ETo

2

as2

⋅+γ+Δ

−⋅⋅+

⋅γ+−⋅Δ⋅=

ETo - evapotraspiração de referência, mm dia-1; Δ – declividade da curva de pressão de vapor de saturação, kPa ºC-1; Rn – saldo de radiação, MJ m-2 dia-1; γ – constante psicrométrica, kPa ºC-1; T – temperatura do ar a 2,00 m de altura da superfície do solo, ºC; es – pressão de saturação de vapor, kPa; ea – pressão de vapor atual do ar, kPa; U2 – velocidade do vento a 2,00 m de altura da superfície do solo, m s-1; G – fluxo de calor no solo, MJ m-2 dia-1

2.5 Evapotraspiração potencial da cultura

kcEToETPc ⋅= ETPc - evapotraspiração potencial da cultura, mm dia-1; kc - coeficiente de cultura, decimal.



3. Capacidade de armazenamento de água no solo Como já mencionado o solo para a técnica da irrigação comporta-se como um reservatório. E como todo reservatório tem sua capacidade máxima de armazenagem. Desta forma, pode-se estimar a capacidade de armazenamento de água em todo o perfil do solo ou em camadas específicas, e frações de manejo da irrigação como segue. 3.1 Capacidade total de água no solo

100PmZrDg

10PMPCcCTA ⋅⋅⋅

−=

CTA - capacidade total de água no solo, mm; Cc - umidade do solo a capacidade de campo, % de peso; PMP - umidade do solo a ponto de murcha permanente, % de peso.

Dg - densidade global do solo, g cm-3; Zr - zona radicular da cultura (concetração de 80% ou mais de raízes), cm; Pm - percentagem de solo molhado, %. Para irrigação por aspersão 100%. 3.2 Capacidade real de água no solo

100YCTACRA ⋅= ou

100Pm

100YZrDg

10PMPCcCRA ⋅⋅⋅⋅

−=

CRA - capacidade real de água no solo, mm; CTA - capacidade total de água no solo, mm; Y - déficit hídrico tolerável pela cultura, %.

4. Necessidade de irrigação A recarga de água no solo deve ser feita no máximo quando a cultura consumir a parcela de água condizente com ao valor de CRA. Tal recarga pode ser contabilizada em valor de lâmina ou de volume, sendo mais comum o uso da primeira. A lâmina a ser aplicada, por sua vez, é diretamente proporcional a evapotraspiração da cultura decrescida das contribuições naturais de água, para o período considerado, ou seja:

ConETcNLI −= NLI - necessidade líquida de irrigação, mm por período (ex: mm dia-1). ETc - evapotraspiração da cultura (pode ser ou não a potencial), mm por período; Con - contribuições gerais (chuva, ascenção capilar, etc.), mm por período. Nota: a cultura só evapotraspirará no seu potencial quando estiver em condições de cultivo ótimo. Em outras palavras, o solo com umidade igual (ou muito próximo) a capacidade de campo, manejo perfeito dos tratos culturais, sem problemas de sanidade.



5. Anexos Tabela 1A- Radiação solar no topo da atmosfera (Ra) no dia 15 de cada mês, expressa em equivalente de evaporação (mm dia-1) para diferentes latitudes (graus). Usado na equação de Hargeaves-Samani.

LAT. J F M A M J J A S O N D 6 13,9 14,8 15,4 15,4 15,1 14,7 14,9 15,2 15,3 15,0 14,2 13,7 4 14,3 15,0 15,5 15,5 14,9 14,4 14,6 15,1 15,3 15,1 14,5 14,1 2 14,7 15, 3 15,6 15,3 14,6 14,2 14,3 14,9 15,3 15,3 14,8 14,4 0 15,0 15,5 15,7 15,3 14,4 13,9 14,1 14,8 15,3 15,4 15,1 14,8 -2 15,3 15,7 15,7 15,1 14,1 13,5 13,7 14,5 15,2 15,5 15,3 15,1 -4 15,5 15,8 15,6 14,9 13,8 13,2 13,4 14,3 15,1 15,6 15,5 15,4 -6 15,8 16,0 15,6 14,7 13,4 12,8 13,1 14,0 15,0 15,7 15,8 15,7 -8 16,1 16,1 15,5 14,4 13,1 12,4 12,7 13,7 14,9 15,8 16,0 16,0 -10 16,4 16,3 15,5 14,2 12,8 12,0 12,4 13,5 14,8 15,9 16,2 16,2 -12 16,6 16,3 15,4 14,0 12,5 11,6 12,0 13,2 14,7 15,8 16,4 16,5 -14 16,7 16,4 15,3 13,7 12,1 11,2 11,6 12,9 14,5 15,8 16,5 16,6 -16 16,9 16,4 15,2 13,5 11,7 10,8 11,2 12,6 14,3 15,8 16,7 16,8 -18 17,1 16,5 15,1 13,2 11,4 10,4 10,8 12,3 14,1 15,8 16,8 17,1 -20 17,3 16,5 15,0 13,0 11,0 10,0 10,4 12,0 13,9 15,8 17,0 17,4 -22 17,4 16,5 14,8 12,6 10,6 9,6 10,0 11,6 13,7 15,7 17,0 17,5 -24 17,5 16,5 14,6 12,3 10,2 9,1 9,5 11,2 13,4 15,6 17,1 17,7 -26 17,6 16,4 14,4 12,0 9,7 8,7 9,1 10,9 13,2 15,5 17,2 17,8 -28 17,7 16,4 14,3 11,6 9,3 8,2 8,6 10,4 13,0 15,4 17,2 17,9 -30 17,8 16,4 14,0 11,3 8,9 7,8 8,1 10,1 12,7 15,3 17,3 18,1 -32 17,8 16,2 13,8 10,9 8,5 7,3 7,7 9,6 12,4 15,1 17,2 18,1 -34 17,8 16,1 13,5 10,5 8,0 6,8 7,2 9,2 12,0 14,9 17,1 18,2

Obs. Valor negativo para latitude sul. (Fonte: FAO, 1997). Tabela 2A - Valores do coeficiente de tanque (kp). Método do tanque classe “A”.

1Por R, entende-se a menor distância do centro do tanque ao limite da bordadura. Nota: Para extensas áreas de solo nu, reduzir os valores de Kp de 20%, em condições de alta temperatura do ar e velocidade do vento forte, e de 10 a 5%, em condições de moderadas temperatura, velocidade do vento e umidade. (Fonte: Bernardo et al., 2006).

Tanque circundado por grama Tanque circundado solo nu Umidade relativa média Umidade relativa média

Baixa Média Alta Baixa Média Alta

Velocidade do vento

Vv

Posição do tanque

R1 (m) < 40% 40-70% > 70% < 40% 40-70% > 70%

Fraca 0 0,55 0,65 0,75 0,70 0,80 0,85 < 2 m s-1 10 0,65 0,75 0,85 0,60 0,70 0,80 172,8 km dia-1 100 0,70 0,80 0,85 0,55 0,65 0,75 1000 0,75 0,85 0,85 0,50 0,60 0,70 Moderada 0 0,50 0,60 0,65 0,65 0,75 0,80 2-5 m s-1 10 0,60 0,70 0,75 0,55 0,65 0,70 172,8 km dia-1 100 0,65 0,75 0,80 0,50 0,60 0,65 432,0 km dia-1 1000 0,70 0,80 0,80 0,45 0,55 0,60 Forte 0 0,45 0,50 0,60 0,60 0,65 0,70 5-8 m s-1 10 0,55 0,60 0,65 0,50 0,55 0,75 432,0 km dia-1 100 0,60 0,65 0,75 0,45 0,50 0,60 691,2 km dia-1 1000 0,65 0,70 0,75 0,40 0,45 0,55 Muito Forte 0 0,40 0,45 0,50 0,50 0,60 0,65 > 8 m s-1 10 0,45 0,55 0,60 0,45 0,50 0,55 691,2 km dia-1 100 0,50 0,60 0,65 0,40 0,45 0,50 1000 0,55 0,60 0,65 0,35 0,40 0,45



Tabela 3A - Valores estimados segundo alguns autores para algumas propriedades físicas do solo em função da textura.

Textura do solo Pt Cc PMP Dg VIB

% % peso % peso g cm-3 mm h-1

Arenoso 32 - 42 6 - 12 (9) 2 - 6 (4) 1,55 - 1,80 (1,70) 12 - 25 (18,5) Franco-arenoso 40 - 47 10 - 18 (14) 6 - 10 (6) 1,40 - 1,60 (1,50) 8 - 12 (10,0) Franco 43 - 49 18 - 26 (22) 10 - 14 (10) 1,35 - 1,50 (1,40) 7 - 12 (9,5) Franco-siltoso 45 - 50 25 - 31 (27) 12 - 16 (13) 1,30 - 1,40 (1,35) 7 - 10 (8,5) Franco-argiloso 47 - 51 27 - 35 (31) 14 - 18 (15) 1,25 - 1,35 (1,30) 6 - 8 (7,0) Argiloso 51 - 55 31 - 39 (35) 16 - 20 (17) 1,20 - 1,30 (1,25) 2 - 5 (3,5)

Fonte: Pt e Dg (Bernardo et al., 2006); Cc e PMP - (Vermeiren & Jobling, 1997) e VIB - (Gomes, 1999). Tabela 4A - Fator de correção “c” para equação de Blaney-Criddle modificação FAO.

Brilho solar Velocidade do vento Umidade relativa mínima

n/N m s-1 < 20% 20 - 50% > 50% 0 - 2 0,92 0,82 0,64 2 - 5 1,06 0,91 0,72

Baixo 0,45

5 - 8 1,16 0,98 0,77 0 - 2 1,02 0,91 0,75 2 - 5 1,19 1,06 0,83

Médio 0,70

5 - 8 1,35 1,12 0,88 0 - 2 1,14 1,02 0,83 2 - 5 1,23 1,12 0,91

Alto 0,90

5 - 8 1,49 1,24 0,97 Fonte: Bernardo et al. (2006). Tabela 5A- Valores da persentagem mensal das horas de luz solar (P), para latitudes sul de 0 a 40º, segundo Blaney-Criddle.

LAT. J F M A M J J A S O N D 0 8,50 7,65 8,45 8,23 8,50 8,22 8,49 8,51 8,22 8,48 8,12 8,49 2 8,57 7,70 8,49 8,20 8,43 8,16 8,42 8,45 8,21 8,51 8,29 8,57 4 8,63 7,74 8,50 8,17 8,38 8,06 8,35 8,41 8,20 8,55 8,35 8,66 6 8,69 7,79 8,51 8,13 8,32 7,98 8,27 8,37 8,20 8,58 8,42 8,74 8 8,77 7,83 8,52 8,09 8,27 7,89 8,20 8,33 8,19 9,60 8,49 8,82

10 8,82 7,88 8,53 8,06 8,20 7,82 8,14 8,23 8,18 8,63 8,56 8,90 12 8,90 7,92 8,54 8,02 8,14 7,75 8,06 8,22 8,17 8,67 8,63 8,98 14 9,98 7,89 8,55 7,99 8,06 7,68 7,96 8,18 8,16 8,69 8,70 9,07 16 9,08 8,00 8,56 7,97 7,99 7,61 7,89 8,12 8,15 8,71 8,76 9,16 18 9,17 8,04 8,57 7,94 7,95 7,52 7,79 8,08 8,13 8,75 8,83 9,23 20 9,26 8,08 8,58 7,89 7,88 7,43 7,71 8,02 8,12 8,79 8,91 9,33 22 9,35 8,12 8,59 7,86 7,75 7,33 7,62 7,95 8,11 8,83 8,97 9,42 24 9,44 8,17 8,60 7,83 7,64 7,24 7,54 7,90 8,10 8,87 9,04 9,53 26 9,55 8,22 8,63 7,81 7,56 7,14 7,46 7,84 8,10 8,91 9,15 9,66 28 9,65 8,27 8,63 7,78 7,49 7,04 7,38 7,78 8,08 8,95 9,20 9,76 30 9,75 8,32 8,64 7,73 7,44 6,93 7,28 7,70 8,07 8,99 9,26 9,88 32 9,85 8,37 8,66 7,70 7,36 6,82 7,18 7,62 8,06 9,03 9,35 10,00 34 9,96 8,43 8,67 7,65 7,25 6,70 7,08 7,55 8,05 9,07 9,44 10,14 36 10,07 8,50 8,68 7,62 7,14 6,58 6,98 7,48 8,04 9,12 9,53 10,26 38 10,18 8,56 8,68 7,58 7,06 6,46 6,87 7,41 8,03 9,15 9,62 10,39 40 10,32 8,62 8,71 7,54 6,93 6,33 6,75 7,33 8,02 9,20 9,71 10,54

(Fonte: Retirado de Bernardo et al., 2006).



Tabela 6A - Valores médios para as algumas culturas. CULTURA: kc Esp Esf Zr Y CEes 1ª 2ª 3ª 4ª (m) (m) (cm) (%) dS/m BANANA (nanicão) 0,70 0,90 1,10 1,10 2,00 3,00 70,0 30,0 4,0 BATATA-DOCE 0,15 0,65 1,10 0,55 0,10 0,80 30,0 40,0 11,0 CEBOLA 0,15 0,55 0,95 0,65 0,10 0,20 30,0 30,0 7,5 COCO (anão) 0,60 0,80 0,80 0,80 7,50 7,50 60,0 30,0 32,0 FEIJÃO (de arranca) 0,15 0,60 1,00 0,25 0,20 0,50 35,0 50,0 6,3 FEIJÃO (de corda) 0,15 0,60 1,00 0,25 0,50 1,00 35,0 50,0 6,3 GOIABA 0,50 0,55 0,60 0,65 5,00 5,00 70,0 30,0 7,1 GRAVIOLA 0,65 0,70 0,75 0,75 6,00 6,00 44,0 40,0 5,5 LARANJA 0,65 0,70 0,70 0,65 6,00 7,00 120,0 35,0 8,0 LIMÃO 0,65 0,70 0,70 0,65 6,00 7,00 120,0 25,0 8,0 MAMÃO 0,50 0,60 0,70 0,70 2,00 3,00 50,0 20,0 6,0 MANGA 0,45 0,85 0,85 0,65 5,00 8,00 100,0 20,0 6,0 MARACUJÁ 0,60 0,60 0,60 0,60 2,00 3,00 30,0 20,0 6,0 MELANCIA 0,15 0,55 0,95 0,70 0,80 3,00 120,0 20,0 16,0 MELÃO 0,15 0,60 1,00 0,70 0,50 2,00 80,0 20,0 16,0 TOMATE (de mesa) 0,15 0,60 1,10 0,70 0,50 1,00 90,0 45,0 12,5 TOMATE (rasteiro) 0,15 0,60 1,10 0,70 0,30 1,20 90,0 45,0 12,5 UVA MESA1 0,50 0,60 0,90 0,70 3,00 3,00 40,0

Em que: kc - coeficiente de cultura; Esp - espaçamento entre plantas; Esf - espaçamento entre fileiras de plantas; Zr - zona radicular; Y - déficit hídrico tolerável; CEes - condutividade elétrica do estrato de saturação do solo que impossibilita o cultivo. (Fonte: Sousa, 2009; 1outras). Tabela 7A - Principais conversões de unidades para a habilidade.

kg x 1.000 = g g ÷ 1.000 = kg m x 100 = cm cm ÷ 100 = m m2 x 10.000 = cm2 cm2 ÷ 10.000 = m2

m3 x 1.000.000 = cm3 cm3 ÷ 1.000.000 = m3 m x 1.000 = mm mm ÷ 1.000 = m m2 x 1.000.000 = mm2 mm2 ÷ 1.000.000 = m2

m3 x 1.000.000.000 = mm3 mm3 ÷ 1.000.000.000 = m3 km x 1.000 = m m ÷ 1.000 = km t x 1.000 = kg kg ÷ 1.000 = t

g cm-3 x 1.000 = kg m-3 kg m-3 ÷ 1.000 = g cm-3

L x 1.000 = mL mL ÷ 1.000 = L

m3 x 1.000 = L L ÷ 1.000 = m3

ly dia-1 = cal cm-2 dia-1 = 0,04186 MJ m-2 dia-1 ......... ly (langley) Obs. O ponto é um divisor de milhar (não deve ser digitado na calculadora) já a vírgula que é um separador de decimal, deve ser digitada na calculadora.



5. Referências BERNARDO, S.; SOARES, A. A.; MANTOVANI, E. C. Manual de Irrigação. 8 ed. Viçosa:

Ed. UFV, 2006. 625p. FAO – Organização das nações unidas para a alimentação e a agricultura. Necessidades

hídricas das culturas. J. Doorenbos, W. O. Pruit. Tradução de H. R. Gheyi, J. E. C. Metri, F. A. V. Damasceno. Campina Grande, UFPB, 1997. 204p.

GOMES, H.P. Engenharia de irrigação: hidráulica dos sistemas pressurizados, aspersão e gotejamento. 3.ed. Campina Grande: UFPB, 1999. 412p.

VERMEIREN, G.A., JOBLING, G.A. Irrigação localizada. Campina Grande: UFPB, 1997, 184p. (Estudos FAO: Irrigação e Drenagem, 36 - Tradução de GHEYI, H.R., DAMASCENO, F.A.V., SILVA Jr., L.G.A., MEDEIROS, J.F.).

SOUSA, J. S. C. SIRRAD - Software de projetos de irrigação e recomendação de adubação para região do alto sertão paraibano. Campina Grande, UFCG, PB. 2009. 164 p. (Dissertação de mestrado em Engenharia Agrícola).

6. Literatura Recomendada Para Aprofundamento BERNARDO, S.; SOARES, A. A.; MANTOVANI, E. C. Manual de Irrigação. 8 ed. Viçosa:

Ed. UFV, 2006. 625p. GUERRA, H. O. C. ; CHAVES, L. H. G. Solos Agrícolas. 1. ed. Campina Grande - PB: Editora

da Universidade Federal de Campina Grande, 2006. 170 p. MANTOVANI, E. C.; BERNARDO, S.; PALARETTI, L. F. Irrigação: princípios e métodos.

2 ed., atual. e ampl. Viçosa, MG: UFV, 2007. 358p.



Exercícios Prof: José Sebastião Costa de Sousa Data de entrega: / / Aluno: Turma: 1ª Questão. Para os dados abaixo determinar: a) Densidade

global; b) Densidade das partículas; c) porosidade total. Parâmetro Solo 1 Solo 2 Solo 3 Solo 4 Solo 5 Solo 6 Va 50 cm3 150 cm3 0,8 m3 15,0 m3 0,001 m3 0,008 m3 Vágua 70 cm3 65 cm3 4,2 m3 7,5 m3 1.000 cm3 9.670 cm3 Vs 100 cm3 200 cm3 5,8 m3 23,0 m3 2,100 m3 1.825 cm3 Mss 265 g 530 g 15.400 kg 70.000 kg 6.000 kg 4,84 t Dg (g cm-3) Dp (g cm-3) Pt (%)

2ª Questão. Para a investigação de uma determinada área de cultivo

foram realizadas coletas de solo, com uso de anéis volumétricos, e enviadas ao laboratório para análise. De início as amostras foram pesadas, junto com o anel volumétrico (obtendo-se, portanto a Msu + MR), em seguida levadas para a estufa (a uma temperatura de 105 ºC), onde permaneceram até o dia seguinte; então foram retiradas da estufa e novamente pesadas (aferindo a Mss + MR). Após essa etapa, o anel volumétrico foi esvaziado, lavado e pesado (para determinar o valor da MR). Com esses procedimentos, é possível para cada amostrar determinar os seguintes parâmetros físicos do solo: massa de água e de solo seco, densidade global, umidade em base de peso e de volume. Pede-se: determinar tais parâmetros com base nos dados da Tabela abaixo.

Parâmetro Amostra 1 Amostra 2 Amostra 3 Amostra 4 Amostra 5 Amostra 6 Msu + MR 265,34 230,56 180,90 150,54 199,56 298,34Mss + MR 225,54 220,34 160,34 130,50 187,67 225,54MR 78,00 75,00 76,50 76,12 75,60 89,50VR 100,00 99,78 98,78 99,45 100,00 112,23Vs 55,68 54,64 31,76 20,44 41,97 51,34Ma Mss Dg Up Uv Obs. para as grandezas de massa e volume, as unidades serão g e cm-3, respectivamente. 3ª Questão. Se utilizado da Tabela 3A do anexo e do triângulo

de classificação textural de solo, determinar para os dados da Tabela abaixo, os valores médios de Dg, Dp, Pt e VIB.

Frações: Solo

1 Solo 2

Solo 3

Solo 4

Solo 5

Solo 6

Solo 7

% Argila 20 30 40 15 25 % Silte 35 50 20 20 45 % Areia 25 60 15 15



4ª Questão. Determinar a ETo para os dados da Tabela abaixo (dados da estação meteorológica de Bebedouro, Petrolina/PE, Latitude 09º09’S) pelo método de Blaney-Criddle (consultar as Tabelas 4A e 5A). Assumir que n/N = alto.

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

T 26,8 26,6 26,3 26,0 25,3 24,2 23,8 24,6 26,3 27,5 27,8 27,3

UR 67,5 69,1 72,2 73,0 70,6 69,8 67,8 62,5 58,3 56,4 59,1 64,0

Vv 1,81 1,77 1,56 1,68 1,91 2,39 2,69 2,92 2,95 2,82 2,45 2,05

P

c

ETo

5ª Questão. Determinar a necessidade líquida de irrigação

para todos os meses da Tabela abaixo, com a ETo calculada pela equação de Hargeaves-Samani (usar a Tabela 1A). Adotar kc de 1,10.

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Prec. 85,1 84,4 125,0 68,8 23,2 11,6 8,0 3,4 4,5 11,1 43,9 59,6T 26,8 26,6 26,3 26,0 25,3 24,2 23,8 24,6 26,3 27,5 27,8 27,3Tm 21,9 21,9 21,7 21,3 20,3 19,1 18,4 18,7 20,1 21,4 22,2 22,1TM 32,9 32,6 32,3 31,8 31,1 30,0 29,8 31,1 32,8 34,1 34,2 33,5ETo ETPc NLI 6ª Questão. Com base na Tabela abaixo e Tabelas 2A e 6A do

anexo, utilizando-se do método do tanque classe “A” Determinar: kp, ETo e ETPc (para cada fase fenológica de todas as culturas descritas na Tabela 6A do anexo).

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Ev 7,40 7,10 6,40 6,20 5,90 6,00 6,50 8,00 9,10 9,60 9,10 7,90UR 67,5 69,1 72,2 73,0 70,6 69,8 67,8 62,5 58,3 56,4 59,1 64,0Vv 1,81 1,77 1,56 1,68 1,91 2,39 2,69 2,92 2,95 2,82 2,45 2,05Kp ETo Em que: Ev - evaporação do tanque classe “A” em mm dia-1; UR - umidade relativa do ar (média) em %; Vv - velocidade do vento a 2,00 m do solo em m s-1; kp - coeficiente do tanque (para ser determinado) e ETo - evapotraspiração de referência em mm dia-1 (para ser determinado). 7ª Questão. Determinar os valores máximos e mínimos de CTA e

CRA para todas as classes de solo da Tabela 3A (anexo), para as culturas: manga, goiaba e uva da Tabela 6A (anexo).

8ª Questão. (DESAFIO) Uma determinada área de cultivo de uva

foi estudada durante cinco anos consecutivos no intuito de diagnosticar possíveis falhas de manejo do solo em termos de compactação. As amostras coletadas resultaram nos seguintes valores de densidade global: para o 1° ano = 1,45 g cm-3; 2° ano = 1,50 g cm-3; 3° ano = 1,52 g cm-3; 4° ano = 1,60 g cm-3 e no 5° ano = 1,67 g cm-3. Como se pode observar existiu um aumento gradual da compactação do solo ao longo dos anos.



Porém, a problemática agora é apresentar um panorama do declínio da produção em função da porosidade total do solo (dado que só foi coletado no 1º ano, cujo valor foi 48,15%). Desta forma, determine a porosidade total do solo para cada ano estudado.

9ª Questão. (DESAFIO) Para os dados da Tabela abaixo

determinar: a VIB e os parâmetros a e k da Equação de infiltração de Kostiakov-Lewis.

T*

hh:min I*

(cm) T

(min) I

(cm) ΔΤ

(min) ΔΙ

(cm)VI

cm min-1X =

log TY =

Log (I – VIB.T) 2X YX ⋅

05:00 10,00 0 0 0 0,00 0,00 05:05 9,20 05:10 8,70 05:20 7,20 05:30 6,60 05:45 5,80

06:00 5,50

(10,00)

06:30 9,60 07:00 9,20 07:30 8,20 08:00 7,20 08:30 6,80 09:00 6,40 09:30 6,10 10:00 5,80 10:30 5,50

Σ =

Obs. os valores de T* e I* correspondem, respectivamente, ao momento da coleta e a dimensão da carga hidráulica correspondente. Já os valores de T e I correspondem ao Tempo e Infiltração acumulada, esses sim devem ser considerados no cálculo do X e do Y. 10ª Questão. (DESAFIO) Para a Equação gerada na questão nove,

determinar o tempo necessário para a aplicação de 31,5 mm de água.

apostila de irrigação h01 - período 2012.1.pdf

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